Muchos medicamentos humanos pueden inhibir directamente el crecimiento y alterar la función de las bacterias que constituyen el microbioma intestinal humano. Ahora, investigadores del Laboratorio Europeo de Biología Molecular (EMBL, por sus siglas en inglés) han descubierto que este efecto se reduce cuando las bacterias forman comunidades, según se expone en la revista ´Cel´.

Para su estudio, el equipo investigó sobre 30 medicamentos diferentes (incluidos aquellos dirigidos a enfermedades infecciosas y no infecciosas) y eligieron 32 especies bacterianas como representativas del microbioma intestinal humano, basándose en datos disponibles en los cinco continentes. Se compararon una gran cantidad de interacciones entre fármacos y microbiomas entre bacterias cultivadas de forma aislada y aquellas que forman parte de una comunidad microbiana compleja.

Los resultados de la investigación demostraron que ciertas bacterias resistentes a los fármacos, cuando se encuentran juntas, muestran comportamientos comunitarios que protegen a otras bacterias sensibles a los fármacos. Este comportamiento de "protección cruzada" permite que estas bacterias sensibles crezcan con normalidad cuando están en una comunidad en presencia de fármacos que las habrían matado en el caso de estar aisladas. 

"No esperábamos tanta resiliencia, fue muy sorprendente ver que en hasta la mitad de los casos en los que una especie bacteriana se vio afectada por el fármaco cuando se cultivó sola, no se vio afectada en la comunidad". explicó Sarela García-Santamarina, ex investigadora posdoctoral del grupo Typas y coautora principal del estudio, actualmente líder de grupo en el Instituto de Tecnología Química y Biológica (ITQB) de la Universidad Nova de Lisboa, Portugal. 

Los investigadores profundizaron en los mecanismos moleculares que subyacen a esta protección cruzada. "Las bacterias se ayudan entre sí absorbiendo o descomponiendo los fármacos", explicó Michael Kuhn, científico investigador del grupo Bork y coautor del estudio. "Estas estrategias se denominan bioacumulación y biotransformación, respectivamente". 

"Estos hallazgos muestran que las bacterias intestinales tienen un potencial mayor para transformar y acumular medicamentos de lo que se creía anteriormente", afirmó Michael Zimmermann, líder del grupo EMBL Heidelberg y uno de los colaboradores del estudio. 

Sin embargo, los investigadores observaron que las altas concentraciones de fármacos hacen que las comunidades del microbioma colapsen y que las estrategias de protección cruzada sean reemplazadas por una "sensibilización cruzada". En la sensibilización cruzada, las bacterias que normalmente serían resistentes a ciertos fármacos se vuelven sensibles a ellos cuando están en una comunidad, lo opuesto de lo que los autores observaron que sucedía con concentraciones más bajas del fármaco. 

"Este estudio es un paso más hacia la comprensión de cómo los medicamentos afectan a nuestro microbioma intestinal. En el futuro, podríamos utilizar este conocimiento para adaptar las prescripciones y reducir los efectos secundarios de los medicamentos", indicó, por su parte, Peer Bork, líder del grupo y director del EMBL de Heidelberg.